Kepercayaan dan keamanan sangat penting untuk teknologi blockchain—dan mekanisme konsensus Byzantine Fault Tolerance (BFT) adalah inti dari keamanan blockchain.
BFT memastikan bahwa blockchain terus beroperasi, bahkan jika beberapa peserta jaringan tidak dapat diandalkan atau berbahaya. Jadi apa itu BFT, bagaimana cara kerjanya, dan mengapa sangat penting untuk teknologi blockchain?
Apa itu Toleransi Patahan Bizantium?
Toleransi kesalahan Bizantium mengacu pada kemampuan jaringan atau sistem untuk terus berfungsi bahkan ketika beberapa komponen rusak atau gagal.
Dengan sistem BFT, jaringan blockchain tetap berfungsi atau mengimplementasikan tindakan yang direncanakan selama sebagian besar peserta jaringan dapat diandalkan dan asli. Ini berarti lebih dari setengah atau dua pertiga node di jaringan blockchain harus setuju untuk memvalidasi transaksi dan menambahkannya ke blok.
Agar node yang disusupi menyebabkan kebencian pada blockchain yang toleran terhadap kesalahan Bizantium, mereka harus menjadi mayoritas. Kedengkian ini dapat berupa pembelanjaan ganda, a serangan 51%., A Serangan Sybil, dan seterusnya.
Toleransi kesalahan Bizantium dalam teknologi blockchain berasal dari masalah umum Bizantium yang dipelopori oleh Leslie Lamport, Marshall Pease, dan Robert Shostak. Konsep ini menjadi menonjol ketika mereka menerbitkan makalah, dengan salinannya diselenggarakan oleh Microsoft, yang disebut 'Masalah Jenderal Bizantium (PDF)' pada tahun 1982.
Lamport, Pease, dan Shostak menggambarkan kasus sekelompok jenderal dari tentara Bizantium yang berkemah di luar kota musuh. Setiap jenderal memiliki pasukannya sendiri dan perlu berkomunikasi serta membuat keputusan dengan suara bulat apakah akan menyerang atau mundur.
Masalahnya adalah melakukan aksi bersama di tengah beberapa jenderal yang dikompromikan. Dilema ini disebut kesalahan Bizantium, dan ketika sebuah sistem berhasil mengatasi masalah ini, dikatakan toleran terhadap kesalahan Bizantium.
Konsep toleran kesalahan Bizantium kemudian diterapkan ke jaringan blockchain cryptocurrency. Di ruang crypto, para jenderal adalah simpul yang memvalidasi transaksi crypto.
Bagaimana Cara Kerja Toleransi Kesalahan Bizantium?
Jaringan terdesentralisasi menerapkan toleransi kesalahan Bizantium melalui aturan atau protokol konsensus. Semua node dalam jaringan harus mematuhi protokol atau algoritme ini jika mereka ingin berpartisipasi dalam memvalidasi dan memproses transaksi.
Agar transaksi dapat divalidasi, diproses, dan ditambahkan ke blok yang berkembang, sebagian besar node harus setuju bahwa transaksi tersebut asli melalui algoritme konsensus jaringan. Bitcoin, Ethereum, dan blockchain proof of work (PoW) dan proof of stake (PoS) lainnya menggunakan algoritme BFT.
Dalam algoritma konsensus PoW, penambang di jaringan memecahkan teka-teki kriptografi untuk memvalidasi dan menghasilkan blok yang mencatat transaksi. Penambang yang memecahkan teka-teki terlebih dahulu memenangkan hak untuk menambahkan transaksi ke blok yang sedang berkembang dan mendapatkan hadiah blok. Tetapi penambang harus menerbitkan bukti bahwa mereka telah memecahkan teka-teki untuk menambahkan blok tersebut.
Proses penambangan di blockchain PoW membutuhkan komputer atau rig penambangan yang mahal. Biaya tinggi ini menghalangi penambang untuk membagikan informasi palsu karena peserta lain akan menolaknya. Ini juga mengurangi kemungkinan aktor jahat mendapatkan kendali atas sebagian besar node dalam sistem.
Sedangkan dengan mekanisme konsensus PoS, Anda harus melakukannya mempertaruhkan sejumlah token crypto untuk mendapatkan hak untuk memvalidasi transaksi. Kemudian, jika protokol jaringan memilih Anda, Anda dapat menambahkan transaksi ke blok yang sedang berkembang dan mendapatkan hadiah blok.
Sistem PoS memecahkan kesalahan Bizantium menggunakan metode yang berbeda. Misalnya, Ethereum menggunakan algoritme Casper, yang membutuhkan setidaknya dua pertiga node untuk mencapai konsensus pada blok. Pada akhirnya, sistem PoS membutuhkan sebagian besar node untuk menyepakati blok sebelum dapat ditambahkan.
Blockchain ini menggunakan algoritme konsensus BFT untuk menolak node minoritas yang tidak setuju dengan konsensus. Dengan cara ini, jaringan blockchain dapat melanjutkan fungsinya, menolak transaksi yang salah atau tidak jujur.
Peran Toleransi Kesalahan Bizantium dalam Teknologi Blockchain
Teknologi Blockchain bergantung pada toleransi kesalahan Bizantium karena alasan berikut:
- BFT membuat jaringan blockchain terus berfungsi, bahkan dengan beberapa node yang tidak setuju.
- Itu menjaga keamanan jaringan, mencegah kejahatan yang dapat datang dalam bentuk serangan 51% (atau serangan Sybil) atau pengeluaran ganda.
Keterbatasan Toleransi Sesar Bizantium
Toleransi kesalahan Bizantium telah membawa manfaat luar biasa bagi industri blockchain. Namun, sistem masih memiliki masalah, terutama algoritma konsensus toleran kesalahan Bizantium (pBFT) yang praktis.
Toleransi kesalahan Bizantium praktis adalah bentuk optimal dari toleransi kesalahan Bizantium asli. pBFT bekerja melalui sistem asinkron yang terdiri dari simpul pemimpin utama dan simpul cadangan lainnya. Dalam sistem ini, node jahat tidak boleh lebih dari node jujur, biasanya tidak sampai sepertiga. Node selalu berkomunikasi satu sama lain untuk memastikan bahwa sebagian besar node (yang jujur) menyetujui keadaan jaringan.
Beberapa batasan pBFT meliputi yang berikut:
- Komunikasi Tinggi: Agar tetap berfungsi, sistem membutuhkan komunikasi yang tinggi antar node. Proses ini memakan waktu dan menyebabkan masalah skalabilitas.
- Masalah Skalabilitas: pBFT memiliki masalah dengan skalabilitas, terutama dengan jaringan yang sangat luas.
- Keamanan Rendah: pBFT rentan terhadap serangan Sybil, di mana satu node di jaringan berpura-pura menjadi 51% dari node lain untuk mendominasi jaringan dan menyebabkan kejahatan.
Enam Platform Berbasis Blockchain BFT Populer
Berikut adalah beberapa blockchain yang mengintegrasikan mekanisme toleransi kesalahan Bizantium.
1. Bitcoin
Bitcoin menggabungkan toleransi kesalahan Bizantium ke dalam jaringannya melalui protokol konsensus bukti kerja. Algoritme konsensus PoW blockchain mengamanatkan semua node di blockchain untuk memeriksa struktur data, ukuran blok, stempel waktu blok, hash header blok, dan transaksi pertama pada setiap data. Proses ini, disebut hashing data, menggunakan daya komputasi.
2. Ethereum
Sebelumnya menggunakan PoW, blockchain Ethereum telah beralih ke sistem PoS yang memecahkan masalah Bizantiumnya. Validator jaringan mempertaruhkan token Ether mereka, dan protokol memilih validator yang jujur untuk memproses transaksi, memvalidasi blok, dan memilih kepala rantai. Protokol memaksa pembuat taruhan untuk jujur, membuat penyerangan jaringan menjadi mahal.
3. EOS
Blockchain EOSIO mencapai konsensus melalui lapisan asynchronous byzantine fault tolerant (aBFT) dan lapisan bukti kepemilikan (DPoS) yang didelegasikan. Lapisan aBFT mengonfirmasi setiap blok transaksi hingga menjadi blok terakhir yang tidak dapat diubah (LIB). Lapisan DPoS kemudian mengonfirmasi LIB sebagai blok terakhir yang tidak dapat diubah.
4. Riak
Ripple tidak menggunakan mekanisme konsensus PoW atau PoS. Sebaliknya, ia menggunakan XRP Ledger Consensus Protocol, sebuah mekanisme konsensus toleransi kesalahan Bizantium. Blockchain terus berfungsi normal jika validator yang tidak dipercaya kurang dari 20% dari total validator. Sistem ini mencegah pengeluaran ganda dan meningkatkan integritas blockchain.
5. Kadena
Kadena menggunakan mekanisme konsensus ScalableBFT untuk mengonfirmasi pemblokiran. Blockchain menggabungkan sistem PoW Bitcoin dengan mengubah beberapa konsensus blockchain paralel yang terdesentralisasi mekanisme yang hemat energi, dapat diskalakan, dan aman serta memberikan hasil yang jauh lebih baik daripada Bitcoin sistem. Penyiapan ini, yang disebut "Chainweb," memungkinkan Kadena melakukan hingga 480.000 transaksi per detik (TPS) dengan 20 rantai berjalan secara bersamaan.
6. Jumlah anggota minimum
Mekanisme konsensus untuk Quorum cryptosystem adalah mekanisme konsensus Istanbul Byzantine Fault Tolerance (IBFT). QuorumChain mendelegasikan hak untuk memilih kumpulan node (validator); satu node dijadikan pengusul untuk memulai konfirmasi blok sementara node lainnya memvalidasi blok. Jika lebih dari 1/3 node di kumpulan berperilaku salah, blok tidak akan dimasukkan.
Masa Depan Toleransi Sesar Bizantium Cerah
Selama cryptocurrency dan teknologi blockchain terus ada, toleransi kesalahan Bizantium dan mekanisme konsensus lainnya juga akan demikian. Namun, mekanisme ini kemungkinan akan terus berkembang.
Awalnya, Ethereum mengintegrasikan BFT menggunakan PoW, tetapi Ethereum beralih dari PoW ke PoS dan memperbarui algoritme BFT-nya. Demikian pula, Anda akan terus melihat sistem yang lebih baru dan lebih baik dari waktu ke waktu. Ingat, ruang crypto terus berkembang.
